特大桥预应力混凝土连续箱梁满堂式碗口支架方案设计

李志明

（河北省石家庄市公路工程管理处，河北 石家庄 050011）

1 工程概况

107国道新建某座大桥9#～13#墩的上部结构为预应力混凝土连续箱梁。该区段连续箱梁结构设计有两种形式：一种为等高等宽段，另一种为等高变宽段，9#～12#为等高等宽段连续箱梁。梁顶面宽13.19m，底板宽6.85m，梁高3.05m，梁全长130.7m，设计混凝土量1 903.4m3。依据设计文件、施工技术规范、水文、地质情况，并充分结合现场的实际施工状况，为便于该区段连续箱梁的施工，保证箱梁施工的质量、进度、安全，采用满堂式碗扣支架组织该区段连续箱梁预应力混凝土逐段现浇施工。

2 满堂式碗扣支架方案设计

满堂式碗扣支架体系由支架基础（在碾压好的原地面上分层填筑100cm的级配砂石后，表层浇筑25cm厚的C25混凝土）、φ48×3.5mm碗扣立杆、横杆、斜撑杆、可调节顶托、底托、 ［8槽钢作横向分配梁、10cm×10cm木方纵向分配梁组成。模板系统由侧模、底模、内模、端模等组成。 ［8槽钢分配梁沿横桥向布置，直接铺设在支架顶部的可调节顶托上，箱梁底模板采用2cm厚竹胶模板，后背10cm×10cm木方，然后直接铺装在10cm×10cm木方分配梁上进行连接固定；侧模、翼缘板模板为1.5cm厚竹胶模板。

根据箱梁施工技术要求、荷载重量、荷载分布状况、地基承载力情况等技术指标，通过计算确定，每孔支架立杆布置中纵桥向为靠近墩身两侧各3排，间距为30cm，其余为60cm；所有横桥向立杆间距为腹板处和墩身侧为30cm，其余按60cm布置，翼缘板下横行间距为90cm，纵向间距为60cm。因为本处连续梁为变宽梁，所以不同截面布置数量不一样；所有支架立杆步距为60cm，横杆间距都是60cm，支架在桥横向按180cm间距设置剪刀撑；支架两端的纵、横杆系通过垫木牢固支撑在桥墩上；立杆顶部安装可调节顶托，立杆底部支立在底托上，底托安置在C25混凝土垫层上，以确保地基均衡受力。偏安全考虑，每处的荷载加载至1.2倍考虑。

3 支架计算

3.1 资料

支架计算中所用资料包括：

a）WJ碗扣为φ48×3.5cm钢管；

b）立杆底、顶部用TC55作为调整构件，顶托上部采用 ［8槽钢作为分配梁，分配梁上部是30cm间距的10cm×10cm方木和梁底板2cm厚竹胶板连接牢固。

c）相关设计参数见表1、表2。

表1 钢材的强度和弹性模量

表2 支架参数表

3.2 荷载分析计算

荷载分析计算分以下几种情况：

a）荷载分布 箱梁实体荷载如图1所示，纵桥向根据箱梁断面变化，按分段均布荷载考虑，其布置情况如图2所示；

图1 B截面荷载分布示意图

图2 C截面荷载分布示意图

b）模板荷载q2对于内模（包括支撑架），取q2-1＝1.2kN ／m2；外模（包括侧模支撑架），取q2-2＝1.2kN ／m2；底模（包括背木）：取q2-3＝0.8kN ／m2；

c）施工荷载 因施工时面积分布广，需要人员及机械设备不多，取q3＝2.0kN／m2（施工中要严格控制其荷载量）；

d）碗扣脚手架及分配梁荷载 按支架搭设高度≤10m计算：q4＝1.5（钢管）＋0.85（分配梁）＝2.35kN／m2；

e）水平模板的砼振捣荷载 取q5＝2kN／m2。

3.3 碗扣立杆受力计算

碗扣立杆受力计算分以下几个方面（其中[N]为单根立杆受力极限值，取值可查路桥施工手册）：

a）在边跨腹板位置，最大分布荷载为：

碗扣立杆按30cm×60cm布置，横杆层距（即立杆步距）为60cm，则单根立杆受力满足要求，具体计算如下：

N＝0.3×0.6×107.47＝19.345（kN）＜[N]＝33kN

b）在梁端断面底板位置，最大分布荷载为：

碗扣立杆按60cm×60cm布置，横杆层距（即立杆步距）为60cm，则单根立杆受力为：

N＝0.6×0.6×58.97＝21.23（kN）＜[N]＝33kN

c）在跨中翼缘板位置，最大分布荷载为：

q＝1.61×26÷3.35×1.2＋1.4×（1.2＋2＋2.35＋2）＝25.16（kN/m2）

碗扣立杆按外侧60cm×90cm布置，横杆层距（即立杆步距）为60cm，单根立杆最大受力为：

N＝0.6×0.9×25.16＝13.58（kN）＜[N]＝33kN

d）在边墩横梁底板位置，最大分布荷载为：

碗扣立杆布置为0.3cm×0.3cm，横杆层距（即立杆步距）为60cm，则单根立杆受力为：

N＝0.3×0.3×112.09＝10.08（kN）＜[N]＝33kN经以上计算，立杆受力均满足要求。

4 结语

试验证明，所设计的碗扣式满堂支架方案完全满足施工的需要，而且碗扣式满堂支架的稳定性是扣件式满堂支架的1.15倍。

[1]JGJ 130—2001，建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范[S].

[2]周水兴.路桥施工计算手册[M].1版.北京：人民交通出版社，2001.